Текст по химии 8 класс химические уравнения

§ 28. Химические уравнения

Закон сохранения массы веществ, открытый М. В. Ломоносовым в 1748 г., гласит:

Материальными носителями массы веществ являются атомы химических элементов, из которых состоят как вступившие в реакцию вещества (реагенты), так и образовавшиеся в результате её новые вещества (продукты реакции). Поскольку при химических реакциях атомы не образуются и не разрушаются, а происходит лишь их перегруппировка, то становится очевидным справедливость открытого М. В. Ломоносовым и подтверждённого позднее А. Лавуазье закона.

В справедливости закона сохранения массы веществ можно легко убедиться на простом опыте. Поместим в колбу немного красного фосфора, закроем её пробкой и взвесим на весах (рис. 96). Затем колбу осторожно нагреем. О том, что произошла химическая реакция, можно определить по появлению в колбе густого белого дыма, состоящего из оксида фосфора (V), который образовался при взаимодействии фосфора с кислородом. При повторном взвешивании колбы с продуктами этой реакции мы убедимся, что масса веществ в колбе не изменилась, хотя и произошло превращение фосфора в его оксид.

Рис. 96.
Экспериментальная проверка закона сохранения массы веществ:
а — взвешивание колбы с фосфором до реакции; б — горение фосфора в закрытой колбе; в — взвешивание колбы с продуктом реакции

Этот же вывод будет нами сделан и при проведении ещё одного простого, но очень наглядного опыта. В специальный сосуд нальём отдельно соляную кислоту и раствор щёлочи, например гидроксида натрия (рис. 97). К раствору щёлочи добавим несколько капель индикатора — фенолфталеина, отчего раствор окрасится в малиновый цвет. Закроем прибор пробкой, уравновесим гирями на весах, отметим массу, а затем сольём растворы. Малиновая окраска исчезнет, потому что кислота и щёлочь прореагировали друг с другом. Масса же сосуда с полученными продуктами реакции не изменилась.

Рис. 97.
Опыт, подтверждающий закон сохранения массы вещества

Аналогичное наблюдение сделал и автор закона сохранения массы веществ М. В. Ломоносов, который проводил опыты в запаянных стеклянных сосудах, «дабы исследовать, прибывает ли вес металла от чистого жару», и обнаружил, что «без пропущения внешнего воздуха вес металлов остаётся в одной мере».

На основании этого закона пишут химические предложения, т. е. составляют уравнения химических реакций с помощью химических слов — формул.

В левой части уравнения записывают формулы (формулу) веществ, вступивших в реакцию, соединяя их знаком «плюс». В правой части уравнения записывают формулы (формулу) образующихся веществ, также соединённых знаком «плюс». Между частями уравнения ставят стрелку. Затем находят коэффициенты — числа, стоящие перед формулами веществ, чтобы число атомов одинаковых элементов в левой и правой частях уравнения было равным.

Запишем, например, уравнение реакции водорода с кислородом. Сначала составим схему реакции — укажем формулы веществ, вступающих в реакцию (водород Н₂ и кислород O₂) и образующихся в результате её (вода Н₂O), и соединим их стрелкой:

Рис. 98.
Составление уравнения реакции взаимодействия водорода и кислорода

Так как число атомов кислорода в левой части вдвое больше, чем в правой, запишем перед формулой воды коэффициент 2:

Но теперь в правой части уравнения стало четыре атома водорода, а в левой их осталось два. Чтобы уравнять число атомов водорода, запишем перед его формулой в левой части коэффициент 2. Так как мы уравняли число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения, заменим стрелку на знак равенства:

Теперь, наверное, вам понятно, почему такую запись называют уравнением (рис. 99).

Рис. 99.
Закон сохранения массы веществ на примере реакции, уравнение которой 2Н₂ + O₂ = 2Н₂O

Для составления уравнений химических реакций, кроме знания формул реагентов и продуктов реакции, необходимо верно подобрать коэффициенты.

Это можно сделать, используя несложные правила,

1. Перед формулой простого вещества можно записывать дробный коэффициент, который показывает количество вещества реагирующих и образующихся веществ.

Так, для рассмотренного выше примера:

число атомов кислорода в правой и левой частях уравнения можно сделать равными с помощью коэффициента 1/2, поставив его перед формулой кислорода:

Но так как коэффициент показывает не только количество вещества, но и число молекул (атомов), а половину молекулы взять невозможно, лучше переписать приведённое уравнение, удвоив все коэффициенты в нём:

Приведём ещё пример составления уравнения реакции горения этана С₂Н₆, содержащегося в природном газе. Известно, что в результате этого процесса образуются углекислый газ и вода. Схема этой реакции:

Уравняем число атомов углерода и водорода:

Теперь в правой части уравнения реакции 7 атомов кислорода, а в левой — только 2. Уравняем число атомов кислорода, записав перед формулой 02 коэффициент 3,5 (7:2 = 3,5):

И наконец, перепишем полученное уравнение реакции, удвоив коэффициенты перед формулами всех участников реакции:

2. Если в схеме реакции есть формула соли, то вначале уравнивают число ионов, образующих соль.

Например, взаимодействие серной кислоты и гидроксида алюминия описывают схемой:

Образующаяся в результате реакции соль — сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃ — состоит из ионов алюминия Аl3+ и сульфат-ионов . Уравняем их число, записав перед формулами H₂SO₄ и Аl(OН)₃ соответственно коэффициенты 3 и 2:

Чтобы уравнять число атомов водорода и кислорода, воспользуемся третьим правилом.

3. Если участвующие в реакции вещества содержат водород и кислород, то атомы водорода уравнивают в предпоследнюю очередь, а атомы кислорода — в последнюю.

Следовательно, уравняем число атомов водорода. В левой части схемы реакции 12 атомов водорода, а в правой — только 2, поэтому перед формулой воды запишем коэффициент 6:

Индикатором верности расстановки коэффициентов является равенство числа атомов кислорода в левой и правой частях уравнения реакции — по 24 атома кислорода. Поэтому заменим стрелку на знак равенства:

4. Если в схеме реакции имеется несколько формул солей, то необходимо начинать уравнивание с ионов, входящих в состав соли, содержащей большее их число.

Например, взаимодействие растворов фосфата натрия и нитрата кальция описывают схемой:

Наибольшее число ионов содержит один из продуктов реакции — фосфат кальция Са₃(РO₄)₂, поэтому уравнивают ионы, которыми образована эта соль, — Са 2+ и :

и, наконец, ионы Na + и N0 — ₃:

Ключевые слова и словосочетания

1. Химические уравнения.
2. Правила подбора коэффициентов в уравнениях реакций.

Работа с компьютером

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

1. Запишите в виде химических уравнений следующие предложения: а) «При обжиге карбоната кальция образуются оксид кальция и оксид углерода (IV)»; б) «При взаимодействии оксида фосфора (V) с водой получается фосфорная кислота». Какая из реакций будет экзотермической, а какая — эндотермической?
2. Составьте уравнения по следующим схемам:

Под формулами веществ напишите их названия.
Запишите уравнения химических реакций по следующим схемам:

Что показывает уравнение следующей химической реакции:

Вычислите количество вещества водорода, которое взаимодействует с 1 моль оксида железа (III). Вычислите объём водорода, который взаимодействует с 1 моль оксида железа (III). Вычислите количество вещества железа, которое при этом образуется. Сколько молекул воды при этом получается?

Урок химии в 8-м классе по теме «Химические уравнения»

Разделы: Химия

Цель: научить учащихся составлять химические уравнения. Научить их уравнивать с помощью коэффициентов на основе знания закона сохранения массы вещества М.В. Ломоносова.

Задачи:

• Образовательные:
  • продолжить изучение физических и химических явлений с введением понятия «химическая реакция»,
  • ввести понятие «химическое уравнение»;
  • научить учащихся составлять химические уравнения, уравнивать уравнения с помощью коэффициентов.
• Развивающие:
  • продолжить развивать творческий потенциал личности учащихся через создание ситуации проблемного обучения, наблюдения, проведения опытов химических реакций.
• Воспитательная:
  • воспитать умение работать в команде, группе.

Оборудование: табличный материал, справочники, алгоритмы, набор заданий.

Д/О: «Горение бенгальских огней»:, спички, сухое горючее, железный лист/ ТБ при работе с огнём.

I. Организационный момент

Определение цели урока.

II. Повторение

1) На доске набор физических и химических явлений: испарение воды; фильтрование; ржавление; горение дров; скисание молока; таяние льда; извержение вулкана; растворение сахара в воде.

Задание:

Дать пояснение каждому явлению, назвать практическое применение данного явления в жизни человека.

На доске нарисована капля воды. Создать полную схему превращения воды из одного агрегатного состояния в другое. Как называется данное явление в природе и каково его значение в жизни нашей планеты и всего живого?

III. Д/О «Горение бенгальских огней»

1. Что происходит с магнием, который составляет основу бенгальского огня ?
2. Что явилось основной причиной такого явления?
3. К какому типу относится данная химическая реакция?
4. Попробуйте схематично изобразить химическую реакцию, которую вы наблюдали в этом опыте.

– Предлагаю попробовать составить схему данной реакции:

– Как мы узнали, что получилось другое вещество? (По признакам химической реакции: изменение окраски, появление запаха.)
– Какой газ находится в воздухе, который поддерживает горение? (Кислород – О)

IV. Новый материал

Химическую реакцию можно записывать с помощью химического уравнения.
Можно вспомнить понятия «уравнение», которое дается в математике. В чем суть самого уравнения? Что-то уравнивают, какие-то части.
Попробуем дать определение «химического уравнения», можно смотреть на схему и попытаться дать определение:

Химическое уравнение – это условная запись химической реакции с помощь химических знаков, формул и коэффициентов.
Химические уравнения записываются на основе Закона сохранения массы вещества, открытого М.В.Ломоносовым в 1756 году, который гласит (учебник стр. 96): «Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате её».
– Надо научиться уравнивать химические уравнения с помощью коэффициентов.
– Для того чтобы хорошо научиться составлять химические уравнения, нам необходимо вспомнить:
– Что такое коэффициент?
– Что такое индекс?
Не забываем алгоритм «Составление химических формул».

Предлагаю пошаговый алгоритм составления химического уравнения:

V. Составления химического уравнения

1. Записываю в левой части уравнение вступающие в реакцию вещества: Al + O₂

2. Ставлю знак «=» и записываю образующиеся вещества в правой части уравнения – продукты реакции: Al + O₂ = Al₂O₃

3. Уравнивать начинаю с того химического элемента, которого больше или с кислорода, затем составляю конструкцию:

вступило кислорода «2», а получилось «3», их число не равно.

4. Ищу НОК (наименьшее общее кратное) двух цифр «2» и «3» – это «6»

5. Делю НОК «6» на число «2» и «3»и выставляю в качестве коэффициентов перед формулами.

6. Начинаю уравнивать следующие химические элементы – Al, рассуждаю так же. Вступило Al «1», а получилось «4», ищу НОК

Коэффициент «1» в уравнениях не пишется, но учитывается при составлении уравнения.

7. Читаю всю запись химического уравнения.

Такое долгое рассуждение позволяет быстро научиться уравнивать в химических уравнениях, учитывая, что правильное составление уравнений реакций для химии имеет большое значение: решение задач, написание химических реакций.

VI. Задание на закрепление

Фосфор + кислород = оксид фосфора (V)
Серная кислота + алюминий = сульфат алюминия + водород
Вода = водород + кислород

– Работает на доске один сильный ученик.

– Расставить коэффициенты в уравнениях химических реакций.

Химические уравнения отличаются по типам, но это мы рассмотрим на следующем уроке.

VII. Подведение итогов урока

Вывод. Выставление оценок.

VIII. Домашнее задание: § 27, упр. 2, с. 100.

Дополнительный материал: Р.т.с. 90-91, упражнение 2 – индивидуально.

Методическая разработка урока химии в 8 классе «Химические уравнения»
план-конспект урока по химии (8 класс) на тему

Методическая разработка урока химии в 8 классе «Химические уравнения»

Скачать:

Предварительный просмотр:

Урок-исследование «Химические уравнения» в 8 классе.

Образовательная: познакомить обучающихся с понятием «химическое уравнение», научить составлять уравнения реакций, расставлять коэффициенты, закрепить навыки составления формул по степени окисления химических элементов .
Развивающая: вызвать интерес к предмету, выработать умение логически рассуждать, грамотно выражать свои мысли.
Воспитательная: развивать умение работать коллективно, оценивать ответы своих товарищей.

3.Оборудование — интерактивная доска , ПК, мультимедиапроектор, реактивы: медный купорос, гидроксид натрия, пробирки, информационный учебный модуль «Уравнения химических реакций» (ЭОР).

ХОД ПРОВЕДЕНИЯ УРОКА
1. Вводное слово
Добрый день! Рада видеть вас на необычном уроке. Надеюсь, что наша совместная работа будет полезной и интересной. Давайте улыбнемся друг другу, нашим гостям, настроимся на поиск и творчество и начнем урок.
Все многообразие химических веществ возникло благодаря процессам, называемым химические реакции. Они – подлинная душа химии, ее главное содержание. Невозможно даже приблизительно подсчитать, сколько химических реакций происходит в мире, скажем, в течение всего лишь одной секунды. Мы говорим, думаем, радуемся, печалимся – и за всем этим скрываются миллионы химических реакций.

Представьте себе, что вы – исследователи, которым необходимо ответить на один-единственный вопрос: что такое химическое уравнение?
В нашу исследовательскую лабораторию пришел заказ изучить и создать общее представление о химическом уравнении. Используя знания, мы сегодня будем составлять уравнения химических реакций, раскрывая проблему «Является ли закон сохранения массы веществ основой для составления уравнений химических реакций»

На столах у вас рабочие листы , в них вы будете вносить результаты своих исследований, выполняя задания. Но прежде давайте проверим, с каким настроением вы пришли на урок.

В начале рабочего листа у вас имеется табличка с шестью лицами – шкала для определения эмоционального состояния (рис.). Поставьте галочку под той рожицей, чье выражение отражает ваше настроение.

Было бы замечательно, если бы к концу урока каждому удалось переместить галочку хотя бы на одну клеточку влево.

2.Фронтальная беседа
Невозможно проводить исследования без теоретических знаний.
1. Kакие явления называют химическими?
( Химическими явлениями называют такие явления, при которых из одних веществ образуются другие, новые.)
2. Чем химические явления отличаются от физических?
( При физических явлениях происходит изменение агрегатного состояния, формы, размера частиц, но не меняется состав веществ, а при химических явлениях происходит превращение одних веществ в другие.)
3. Kогда вещества вступают во взаимодействие друг с другом, они обычно дают знать об этом. Назовите признаки, по которым мы можем определить, что произошла химическая реакция ( изменение цвета; выделение газа; появление или исчезновение запаха; выпадение или исчезновение осадка; выделение света; выделение или поглощение теплоты).
4. С каким химическим законом мы познакомились с вами на предыдущем уроке? (закон сохранения массы веществ) .

5 . Кто открыл данный закон? (М.В. Ломоносов )

6. Кто позднее подтвердил его? (Лавуазье Антуан Лоран)

7. Сформулируйте этот закон. (Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате ее).

Демонстрация 1 слайда учебного модуля.
Ребята, именно этот закон нам поможет составлять химические уравнения.
А что вам известно об уравнении вообще? На каких предметах вы встречались с уравнениями? (Учащиеся говорят, что используют уравнения на математике и физике.)
Мы привыкли считать, что уравнение-это математический пример, где есть неизвестное, и это неизвестное нужно вычислить. Что такое, по-вашему, химическое уравнение? (Версии учащихся.) А вот в химических уравнениях обычно ничего неизвестного не бывает: в них просто записывается все формулами: какие вещества вступают в реакцию и какие получаются в ходе этой реакции.

Давайте обратимся к учебнику и найдем определение «химическое уравнение» (стр. 141 учебника) и выпишем его в рабочий лист.

Химическими формулами мы записываем реагенты и продукты химической реакции, а математическими знаками — индексы и коэффициенты. (Индексы показывают число атомов в молекуле, коэффициенты — число молекул.)

А теперь давайте сформулируем правила составления химических уравнений. Для этого выполним следующее задание: используя текст учебника (стр. 141), допишите предложения:

1.В левой части уравнения записываем формулы ______________________ веществ, их соединяют знаком «___________».

2.В правой части уравнения записывают формулы ____________________ веществ, их также соединяют знаком «___________».

3.Все формулы составляются в соответствии со степенью окисления.

4. Между частями уравнения ставим ___________.

5.Чтобы число атомов одинаковых элементов в левой и правой частях уравнения было равным, нужно найти _____________ — числа, стоящие перед формулами веществ.

3.Составление учителем на доске химического уравнения образования воды из водорода и кислорода (с использованием рисунков молекул).

водород + кислород = вода

прост. в-во прост. в-во сл. в-во

2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О

4.Демонстрация интерактивного опыта горения фосфора (2 слайд учебного модуля)

А теперь давайте попробуем записать уравнение химической реакции согласно правилам составления химических уравнений

С точки зрения массы веществ, уравнение реакции соединения фосфора и кислорода понимается следующим образом

Фосфор + кислород → оксид фосфора(V )

Всегда нужно помнить, что при составлении уравнений реакций ни один атом не должен потеряться или неожиданно появиться.

Но в химии слова отражаются химическими знаками. Запишите это уравнение химическими символами. Чтобы правильно записать формулу оксида, вспомним, какую степень окисления проявляет кислород в оксидах (-2), а фосфор в данном случае имеет степень окисления (+5)

Р + О 2 → Р +5 О -2

Найдем НОК. Оно равно 10. Найдем индексы : у фосфора он равен 2, у кислорода — 5.

Р + О 2 → Р +5 2 О -2 5

Давайте посмотрим, сколько атомов кислорода у нас в правой и левой части. Но следуя закону сохранения массы веществ, мы должны расставить коэффициенты перед кислородом, чтобы число атомов слева и справа было равно 10.

Р +5О 2 → 2Р +5 2 О -2 5

Теперь получаем, что в правой части у нас 4 атома фосфора, следовательно в левой части ставим коэффициент 4.

4Р +5О 2 → 2Р +5 2 О -2 5

Еще раз пересчитаем все атомы до реакции и после нее. Ставим равно.

4Р +5О 2 = 2Р +5 2 О -2 5

Учитель. Вы хорошо потрудились и , наверное, устали. Я предлагаю вам расслабиться, закрыть глаза и вспомнить какие-либо приятные моменты жизни. У каждого из вас они разные. Теперь откройте глаза и сделайте круговые движения ими сначала по часовой стрелке, затем – против. Теперь интенсивно подвигайте глазами по горизонтали: направо-налево,и вертикали: вверх –вниз.

А сейчас активизируем мыслительную деятельность и помассируем мочки ушей.

Учитель. Рассмотрим еще один пример.

Теперь вы проведёте лабораторный опыт. Я напоминаю вам правила по охране труда.

Задание: В чистую пробирку осторожно налейте 2мл щелочи NaOH (высота столбика жидкости не должна превышать 2см), затем добавьте несколько капелек медного купороса (CuSO 4 ). Что вы наблюдаете? (Образуется голубой осадок). В ваших рабочих листах уже записана схема:

гидроксид натрия + сульфат меди = гидроксид меди (II) + сульфат натрия

Давайте вместе с вами попробуем записать химическое уравнение данной реакции. В ваших рабочих листах уже записана схема.

NaOH + CuSO 4 = CuOH + NaSO 4

Для того чтобы правильно составить формулы реагентов и продуктов реакции, воспользуемся официальной подсказкой , таблицей растворимости.

Получаем: NaOH + CuSO 4 = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Расставим коэффициенты. В реакцию вступает 1 атом натрия, образуется два атома натрия. Следовательно, перед формулой гидроксида натрия ставим коэффициент 2. Тем самым мы получим равное число гидроксид — ионов.

2NaOH + CuSO 4 = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4

Проверяем число атомов каждого элемента в правой и левой частях уравнения, последним считаем кислород. Теперь прочитайте.

Учитель. Теперь давайте обобщим все сказанное ранее и познакомимся с алгоритмом расстановки коэффициентов в уравнениях химических реакций.

1. Подсчитать количество атомов каждого элемента в правой и левой части уравнения химической реакции.
2. Определить, у какого элемента количество атомов меняется, найти НОК.
3. Разделить НОК на индексы – получить коэффициенты. Поставить их перед формулами.
4. Пересчитать количество атомов, при необходимости действие повторить.
5. Последним проверить количество атомов кислорода.

Учитель. Продолжаем работу.

В рабочих листах о выполним задание . Работать вы будете в парах. Вам необходимо расставить коэффициенты в уравнениях химических реакций. На выполнение задания дается 3минуты.

• P + Cl 2 →PCl 5
• Na + S → Na 2 S
• HCl + Mg →MgCl 2 + H 2

Учитель. Проверим выполнение задания (учитель опрашивает и выводит на слайд правильные ответы). За каждый правильно поставленный коэффициент – 1 балл.

С заданием вы справились. Молодцы!

Учитель. Теперь давайте вернемся к нашей проблеме.

Ребята, как вы считаете, является ли закон сохранения массы веществ основой для составления уравнений химических реакций.

Обучающиеся . Да, в ходе урока мы доказали, что закон сохранения массы веществ – основа для составления уравнений химических реакций.

Учитель. Все основные вопросы мы изучили. Теперь выполним небольшой тест, который позволит увидеть, как вы освоили тему. Вы должны на него отвечать только «да» или «нет». На работу дается 3 минуты.

1. В реакции Ca + Cl 2 → CaCl 2 коэффициенты не нужны. (Да)
2. В реакции Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2 коэффициент у цинка 2. (Нет)
3. В реакции Ca + O 2 → CaO коэффициент у оксида кальция 2. (Да)
4. В реакции CH 4 → C + H 2 коэффициенты не нужны. (Нет)
5. В реакции CuO + H 2 → Cu + H 2 O коэффициент у меди 2. (Нет)
6. В реакции C + O 2 → CO коэффициент 2 надо поставить и у оксида углерода (II) , и у углерода. (Да)
7. В реакции CuCl 2 + Fe → Cu + FeCl 2 коэффициенты не нужны. (Да)

Учитель . Проверим выполнение работы. За каждый правильный ответ – 1 балл. Учитель. Вы выполнили все задания. Сдайте мне оценочные листы для выставления вашей оценки в журнал. Давайте вернемся к шкале настроения.

Учитель. Наш урок подошел к концу, в ходе которого мы смогли доказать, что закон сохранения массы веществ является основой для составления уравнений реакций, и научились составлять уравнения химических реакций. И, как финальная точка, запишите домашнее задание: стр. 141 — 145, упр.2,3 (стр.145)